[发明专利]中性原子成像单元、成像仪、成像方法及空间探测系统

权利要求书

1.一种中性原子成像单元，其特征在于，包括至少一组探测单元，至少一组探测单元包括：

至少一个半导体探测器线阵列；以及

至少一个调制栅格，设置在至少一个所述半导体探测器线阵列的前方并且与至少一个所述半导体探测器线阵列一一对应设置，所述调制栅格对入射的中性原子进行傅里叶变换；

其中，所述半导体探测器线阵列的方向与所述调制栅格的狭缝方向一致，所述调制栅格包括单层调制多重狭缝栅格，所述多重狭缝栅格包括周期性排列的非均匀栅格，在每个排列周期中，所述栅格之间的狭缝宽度非均匀地渐变。

2.根据权利要求1所述的中性原子成像单元，其特征在于，在与所述调制栅格的狭缝方向垂直的方向上，所述调制栅格在45°范围内对所述中性原子的入射方向进行傅里叶变化。

3.根据权利要求2所述的中性原子成像单元，其特征在于，每个所述半导体探测器线阵列包括多个硅半导体探测器，所述半导体探测器线阵列的大小介于150mm×45mm～180mm×60mm，所述半导体探测器线阵列与所述调制栅格之间的距离介于10mm～15mm。

4.根据权利要求3所述的中性原子成像单元，其特征在于，所述硅半导体探测器的灵敏区的表面附镀有多晶硅层及附镀在所述多晶硅层上的铝层，所述多晶硅的厚度介于所述铝层的厚度介于

5.根据权利要求1所述的中性原子成像单元，其特征在于，

所述多重狭缝栅格的大小介于120mm×30mm～130mm×50mm，所述狭缝宽度介于0.9mm～7.2mm，空间周期长度为60mm。

6.根据权利要求1所述的中性原子成像单元，其特征在于，还包括设置在至少一个所述探测单元的所述调制栅格前方的准直偏转模块，所述准直偏转模块包括准直器和偏转板。

7.一种中性原子成像仪，其特征在于，包括至少一个成像探头，所述至少一个成像探头包括至少一个权利要求1-6中任意一项所述的中性原子成像单元、至少一个前置放大器单元及至少一个主控和接口单元，其中，至少一个所述中性原子成像单元、至少一个所述前置放大器及至少一个所述主控和接口单元之间电性连接；

至少一个所述中性原子成像单元探测中性原子并对所述中性原子进行成像；

至少一个所述前置放大器单元读取至少一个所述中性原子成像单元的成像信号，并对所述成像信号进行放大。

8.根据权利要求7所述的中性原子成像仪，其特征在于，至少一个所述前置放大器单元包括多个专用集成电路，多个专用集成电路实时读取至少一个所述中性原子成像单元的成像信号，并对所述成像信号进行放大。

9.根据权利要求8所述的中性原子成像仪，其特征在于，所述前置放大器单元包括至少一个电荷灵敏前置放大器、至少一个多级整形器及至少一个峰值检测器，所述峰值检测器对所述成像信号的峰值进行检测并保持所述峰值，直至所述峰值被读出。

10.根据权利要求8所述的中性原子成像仪，其特征在于，至少一个所述主控和接口单元为至少一个所述专用集成电路提供操作时序、控制至少一个所述专用集成电路完成所述成像信号的采集及读出、对所述成像信号进行初步融合及处理。

11.根据权利要求7所述的中性原子成像仪，其特征在于，还包括数据处理单元，用于接收所述前置放大器传输的所述成像信号，并对所述成像信号进行处理、打包及压缩存储。

12.根据权利要求11所述的中性原子成像仪，其特征在于，至少一个所述成像探头中的所述中性原子成像单元以主控和接口单元作为接口与所述数据处理单元电性连接。